[发明专利]一种谷物清选损失检测装置及检测方法

说明书

本发明提供一种谷物清选损失检测装置及检测方法包括发声装置、声音传感器、信号处理器、控制器和报警；发声装置为金属板；声音传感器包括一阶谐振腔、弯折谐振腔、振动薄膜、圆柱形磁铁和线圈；振动薄膜与经过一阶谐振腔、弯折谐振腔放大后的声波接触后发生变形和振动；线圈在振动薄膜的作用下相对于圆柱形磁铁上做切割磁感线运动，产生感应电流，并传递给信号处理器；信号处理器用于对籽粒声音信号进行放大；控制器对接收到的籽粒声音信号进行去噪识别和计数，并与预设值进行对比，若高于预设值则控制报警装置发出报警信号。本发明实现了在强噪背景下收割机清选损失的实时监测，有效提高谷物清选损失的监测精度。

技术领域

本发明属于智能农机技术领域，尤其涉及一种谷物清选损失检测装置及检测方法。

背景技术

随着我国农业机械化的不断普及，联合收割机己经成为收获作业中的主要力量，收获过程中的损失不可避免，针对这类损失往往需要机手通过改变收割速度、控制油门及调整割台等动作来减少损失。收获过程中的损失包括割台损失、脱粒损失、分离损失及清选损失，其中在正常的作业条件下，割台损失率在0.5％以下，80％为清选损失，10％为夹带损失。这四种损失严重影响联合收割机的工作性能，其中清选损失在工作过程中不易察觉，且影响最大。为更好的监测联合收割机的工作状况，使机手实时得知谷物清选损失程度是非常有必要。

但联合收割机种类较多，且机具新旧不一，不同的联合收割机谷物清选损失程度不同。为了减少不必要的损失，提高谷物的收获率，研制精度高、成本低的清选损失传感器势在必行。目前大部分的清选损失传感器都依靠谷粒冲击产生的压电信号和机器视觉对清选损失进行检测。而这两种技术分别存在使用中存在灰尘遮罩摄像头以及多种物料混合冲击压电材料，振幅复杂，难以辨别的问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种谷物清选损失检测装置及方法，实现了在收割机工作状态的强噪背景下对籽粒声音信号的识别和采集，有效提高谷物清选损失的监测精度。

本发明利用声音传感技术、信号处理技术和小波去噪原理，实现了在强噪背景下对籽粒声音信号的放大、识别和采集，实现收割机清选损失的实时监测，当清选损失率超过预设值时发出报警，实时提醒机手控制作业速度，有效提高谷物清选损失的监测精度。

本发利用声音信号监测收割机清选损失，为清选损失检测方法提供不同方式。

本发明解决基于声音信号的谷物清选损失检测中背景噪声大、难以辨别的问题。

本发明能够放大特定频率的声音信号，实现对籽粒和茎秆的声音信号的有效区分，提高清选损失监测精度。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种谷物清选损失检测装置，包括发声装置、声音传感器、信号处理器、控制器和报警装置；

所述发声装置为金属板，金属板用于安装在清选装置的出风口处；

所述声音传感器安装在金属板的背部，用于采集籽粒撞击金属板的声音信号；所述声音传感器包括一阶谐振腔、弯折谐振腔、振动薄膜、圆柱形磁铁和线圈；所述一阶谐振腔为圆柱形盖状结构，一阶谐振腔与弯折谐振腔一端连接；所述弯折谐振腔内部开有弯折的圆柱形腔，弯折的圆柱形腔底部开有安装孔，所述振动薄膜的外缘安装在弯折谐振腔底部安装孔的上方；所述线圈与振动薄膜连接，且螺旋形缠绕在圆柱形磁铁外围，线圈能够在振动薄膜的夹持下沿着圆柱形磁铁轴向方向移动；所述振动薄膜与经过一阶谐振腔、弯折谐振腔放大后的声波接触后发生变形和振动；所述线圈在振动薄膜的作用下相对于圆柱形磁铁上做切割磁感线运动，产生不同大小的感应电流，并传递给信号处理器；

所述信号处理器用于对籽粒声音信号进行放大并传递给控制器；

所述控制器分别与信号处理器和报警装置连接，控制器对接收到的籽粒声音信号进行去噪识别和计数，并与预设值进行对比，若高于预设值则控制报警装置发出报警信号。